laporan pendahuluan kinetika analog

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perancangan reaktor, baik batch maupun kontinyu sangat memerlukan

persamaan kinetika reaksi kimia, hal ini dibuktikan dengan persamaan desain

yang diperoleh dari analisis yang diawali dengan hukum konservasi massa/mol.

Untuk merancang suatu reaktor reaksi tertentu, diperlukan data kinetis yang

menyangkut persamaan laju reaksi, mekanisme reaksi yang cocok, orde reaksi

dan konstanta laju reaksi.Pada dasarnya data kinetik tersebut didapat dengan

melakukan serangkaian percobaan serta analisis kinetik.

Pada dasarnya data-data kinetik tersebut didapat dengan melakukan

serangkaian percobaan yang langkah-langkahnya diurutkan sebagai berikut :

1. Menelaah untuk mendapatkan data laboratorium,

2. Menduga persamaan laju reaksi dari mekanisme yang diduga,

3. Menguji persamaan laju reaksi tersebut melalui pencocokan dengan data

percobaan,

4. Jika cocok, kemudian persamaan tersebut dapat dipakai menentukan konstanta

laju reaksi.

1.2 Tujuan Percobaan

1. Menentukan konstanta laju reaksi (k) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi seri-

pararel, dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang diperoleh.

2. Menentukan orde reaksi (n) untuk reaksi seri, reaksi pararel, reaksi seri-pararel,

dan reaksi kesetimbangan berdasarkan data percobaan yang diperoleh

Kinetika Analog Halaman 1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Laju Reaksi

Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai banyaknya pembentukan suatu

produk atau banyaknya pengurangan reaktan persatuan waktu. Persamaan reaksi

secara umum dapat ditulis sebagai berikut :

aA + bB rR + sS

Laju reaksi juga dapat dinyatakan sebagai perubahan mol persatuan waktu.

Untuk menghitung laju reaksi ini dapat dengan melakukan percobaan dengan melihat

mekanisme reaksi yang terjadi .

Persamaan laju reaksi menurut hukum pangkat (Power Law)

-rA = K.CAn.CB

m

Dimana :

k = Konstanta laju reaksi

n,m = Orde atau tingkatan reaksi (bisa nol , bulat , pecahan)

CA,CB = Konsentrasi (mol)

(rA) = Laju reaksi

2.2 Bentuk Persamaan Laju Reaksi

Bentuk persamaan matematis laju empiris, tidak dapat diperkirakan atau

mengacu pada pesamaan reaksi stoikiometrinya. Persamaan laju reaksi selain

tergantung pada konsentrasi reaktan atau produk, dapat pula bergantung kepada

konsetrasi spesi zat kimia lainnya yang dalam persamaan reaksi stoikiometri tidak

tampak. Spesi zat kimia tersebut disebut sebagai katalis atau akselerator dan inhibitor

tergantung apakah spesi tersebut mrmpercepat atau menghambat laju reaksi kimia

tersebut.


Beberapa bentuk laju yang didapat dari persamaan reaksi :

a.Searah orde satu

A k⃗ 1P -rA= kCA

b. Bolak balik orde satu

A k⃗ 1, k 2B -rA= k1CA – k2 CB

c. Komplek searah orde satu

A k⃗ 1R - rA = (k1 + k2 ) CA

A k⃗ 2S

d. Seri Orde satu

A k⃗ 1R k⃗2 S -rA = K1 CA – k2 CB

2.3 Jenis-jenis Reaksi

Jenis-jenis reaksi yang akan diamati pada percobaan ini, yaitu :

Reaksi Searah

Merupakan reaksi dimana pada saat waktu tak terhingga, zat A habis

bereaksi

Contoh :A→R

Reaksi parallel

Merupakan reaksi yang teramati dua macam produk, pada waktu tertentu

misalkan zat R pernah terbesar dan saat pengamatan dilanjutkan, ternyata

harga R tidak turun.

Contoh :A→R


A→S

Reaksi seri

Merupakan reaksi yang teramati dua macam produk, yaitu R dan S, dan

pada waktu tertentu R pernah terbesar dan pada pengamatan lebih lanjut

harga R mengalami penurunan.

Contoh :A→R→S

Reaksi kesetimbangan

Merupakan reaksi dimana sebagian produk yang dihasilkan kembali

berubah menjadi rekatan pada laju reaksi yang berbeda.

Contoh :A↔R

2.4 Penetuan Data Kinetik

Ada beberapa metoda yang dikenal untuk menentukan data kinetik

dari suatu percobaan adalah :

1. metode differensial

2. metode integrasi

3. metode waktu paro (frational lifetime)

4. metode isolasi

5. metode laju awal

Namun yang paling sering digunakan adalah metode integrasi dan metode

differensial. Berikut adalah uraian langkah-langkah salah satu metoda yaitu

metoda integrasi :

1. mencocokan data percobaan dengan fungsi laju reaksi yang telah dipilih

sebelumnya


k

CA0

AAt

Ci

CA = 0

R

Gambar 2.1 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi, Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi searah. A R

2. menduga orde reaksinya

3. mengintegrasikan persamaan laju reaksi dugaan

-rA = dCA/dt = k f(CA)

−∫C A 0

C A

dC A ¿ f (CA )=k∫0

t

dt

4. plot hasil integrasi tersebut terhadap waktu

5. jika persamaan berupa garis lurus, maka persamaan laju reaksi sesuai dengan

data

6. jika condong berbentuk kurva lengkung, persamaan diolah dan dicoba lagi

persamaan laju reaksinya

2.5 Mengevaluasi Jenis dari Suatu Reaksi

Untuk mengevaluasi apakah suatu reaksi itu searah, paralel, seri atau

kesetimbangan. Maka dibuat hubungan antara perubahan konsentrasi, C i dari zat

yang terlibat dalam reaksi terhadap waktu reaksi, t.

Reaksi searah

Apabila pada waktu reaksi yang lama sekali (t = ∞) reaktan A habis bereaksi

(CA = 0) maka kemungkinan reaksinya searah.

A R


k2

k1

CA0

AAt

Ci

CA = 0

R

R

Gambar 2.2 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A,R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksiparalel : A RA S

Reaksi paralel/samping

Apabila setelah dianalisa terdapat 2 macam produk (misal zat R dan zat S) dan

kemudian diamati pada waktu lebih lanjut kedua produk tersebut jumlahnya

bertambah dan tidak ada yang berkurang maka kemungkinan reaksinya adalah

reaksi paralel atau samping.

A R

A S


Gambar 2.3 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A, R dan S) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi seri : A R S

CA0

AAt

Ci

S

R

Reaksi seri/rantai/konsekutif

Apabila setelah dianalisa terdapat dua macam produk (misal zat R dan zat S)

dan pada waktu tertentu salah satu produk (misal zat R) pernah mencapai

jumlah yang maksimum dan kemudian pada waktu pengamatan yang lebih

lanjut ternyata jumlah mol zat yang maksimum tersebut kemudian menurun

maka kemungkinan reaksinya adalah reaksi seri/konsekutif.


CA = 0

S

CA ≠ 0

CA0

AA

t

Ci

R

Gambar 2.4 : hubungan antara konsentrasi zat yang terlibat dalam reaksi Ci (A dan R) terhadap waktu reaksi, t untuk reaksi kesetimbangan : A R

Reaksi Kesetimbangan/bolak-balik

Apabila pada waktu yang lama sekali (t = ∞) reaktan A tidak habis bereaksi

(CA ≠ 0) maka kemungkinan reaksinya adalah kesetimbangan.


BAB III

METODOLOGI

Pada percobaan Kinetika Analog ini kita hanya membutuhkan dua bahan saja,

diantaranya air dan pewarna sebagai zat yang bereaksi didalam suatu wadah. Adapun

alat-alat pada praktikum kali ini yang digunakan diantaranya buret, klem, statif,

corong, Erlenmeyer, botol semprot, gelas ukur berukuran 10ml dan 50 ml, pipa

kapiler selang, stopwatch dan beberapa alat yang menunjang dalam praktikum ini.

Sebelum melakukan percobaan sesuai dengan diagram alir 3.1, yang harus dilakukan

adalah merangkai alat sesuai gambar 3.1 lalu mengkalibrasi semua percobaan

sehingga didapatkanlah suatu waktu yang digunakan sebagai acuan dalam selang

waktu berapa kita mengambil data. Khusus untuk yang sesuai gambar data dibagi

kedalam 20 data sedangkan waktu paruh hanya 5 data.


Merangkai alat sesuai gambar 3.1 dan memastikan bahwa pipa kapiler menyusun

sejajar dengan titik 50ml

Mengisi Buret Dengan air berwarna hingga titik nol

Membuka kran buret pada bukaan penuh dan mulai mengukur waktu menggunakan stopwatch

Mengkalibrasi buret dari 0 ml hingga 50 ml

Diagram Alir 3.1 Cara Kerja Perubahan Konsentrasi Pada selang waktu tertentu

3.1. Skema Alat Percobaan Perubahan Konsentrasi Pada Selang Waktu Tertentu


Ulangi langkah 1-2, mencatat volume dalam selang waktu tertentu berdasarkan pengkalibrasian

Diagram Alir 3.2 Waktu paruh Untuk Erlenmayer dan Corong

Gambar 3.2 Rangkaian alat untuk waktu paruh pada Corong dan Erlenmayer


Merangkai alat sesuai gambar 3.4, dengan pipa kapiler sejajar dengan miniskus 0 di corong & erlenmeyer

Mengisi Corong & Erlenmeyer Dengan air berwarna

Melakukan pengkalibrasian volume pada corong maupun erlemeyer

Melakukan pengkalibrasian waktu pada corong maupun erlemeyer dari 50-0 ml

serat dari 50-25 ml

Ulangi langkah 1-2, mencatat volume dalam selang waktu tertentu berdasarkan pengkalibrasian

laporan pendahuluan kinetika analog

Documents